JPH10290367A

JPH10290367A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH10290367A
Application number: JP10033192A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Suzuki; 譲鈴木; Kenji Ebiya; 賢治蛯谷; Hiroshi Sekine; 弘関根; Atsushi Ito; 篤伊藤; Katsuya Koyanagi; 勝也小柳
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JP3726470B2

Abstract

(57)【要約】【課題】解像度と再現階調数との間に相反関係がな
く、しかもスクリーン形状の自由度を高めることがで
き、より高品質な出力画像を安定して得ることができる
ようにする。【解決手段】まず、入出力画像信号の解像度６００ｄ
ｐｉに対して、２倍の解像度の１２００ｄｐｉとなる網
点パターンを生成する（図１２（ａ））。出力画素値算
出回路２０は、上記網点パターンに基づいて、入力画像
信号のサブピクセルの出力濃度値を算出する。この結
果、１２００ｄｐｉの解像度を有する多値出力値とし
て、６×６のマトリックスを得る（同図（ａ））。次
に、このマトリックスを出力画素の解像度６００ｄｐｉ
に変換するために、２×２のサブマトリックスの単位で
合計を求め、出力画素の解像度に一致した３×３の最終
出力画像を得る（同図（ｂ））。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式の
デジタル複写機あプリンタ等に係り、高品位の中間調画
像を出力するために用いて好適な画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式のデジタル複写
機やプリンタ等において、中間調画像を出力する方式と
しては、網点画像再現方式と三角波比較方式とが知られ
ている。その概要について以下に説明する。

【０００３】＜網点画像再現方式＞網点画像再現方式に
あっては、ディザ法または濃度パターン法がある。これ
らの方式は、図１６に示すように、出力画素の解像度の
一対一に対応する濃度しきい値マトリックスと入力画像
データとを比較し、その結果に基づいて出力画素のオン
／オフを制御するという構成をとる。このときの入力画
像データと出力画像データとの対応が一対一か、あるい
は一対複数画素かで、ディザ法と濃度パターン法とが分
類される。図１７に示すように、入力画像データと出力
画像データとが一対一に対応する場合がディザ法とな
り、一対複数画素に対応する場合が濃度パターン法とな
る。ここでは、このような方式の濃度しきい値マトリッ
クスをスクリーンパターンと呼ぶ。

【０００４】上記スクリーンパターン内の各濃度しきい
値は、８ビット（０〜２５５）の入力画像信号に適用す
る場合には、例えば、図１７に示すスクリーンパターン
が、階調範囲（０〜２５５）をサブピクセル数で等分
し、線形量子化されるように設定する（端数は四捨五
入）。図１７（ｂ）に示す８ビット（０〜２５５）の入
力画像信号に適用した場合、図１８（ｂ）に示すよう
に、各濃度しきい値は、「８」、「２４」、「４０」、
……になる。

【０００５】次に、上記濃度しきい値と入力画素の濃度
とが比較され、各サブピクセルのオン／オフ状態が決定
される。すなわち、入力画素の濃度よりも低い濃度しき
い値に対応するサブピクセルはオン状態となり、他のサ
ブピクセルはオフ状態となる。一例として、入力画素の
濃度が「１２０」であった場合、各サブピクセルのオン
／オフ状態は、図１８（ｃ）に示すようになる。

【０００６】ところで、カラー複写機等で網点画像再現
方式を採用する場合には、上述した処理を各原色（Ｋ，
Ｙ，Ｍ，Ｃ）毎に行えばよい。しかしながら、各色に対
して同一のスクリーンパターンを用いると、僅かな位置
ずれによって色ムラが生じたり、各原色の網点が重なっ
た場合に生じる縞模様（モアレ縞）の影響が大きくな
る。そこで、図１９に示すように、スクリーン角θが異
なるスクリーンパターンを４種類用いて、これらを各原
色に対応させて用いることが一般的である（特公昭５２
−４９３６１号公報、特開昭５４−１８３０２号公
報）。

【０００７】なお、スクリーン印刷等の分野にあって
は、スクリーン角θは、０゜、１５゜、４５゜および７
５゜に設定すると好適であることが知られている。しか
しながら、複写機等に応用するためには、同一のスクリ
ーンパターンを繰り返し使用してメモリ容量を削減する
ため、スクリーン角θは有理正接で求めることができる
値にする必要がある。なお、図２０は、同一のスクリー
ンパターンを配列した状態を示す概念図である。図示す
る数字は、濃度しきい値番号である。

【０００８】さらに、各原色毎のサブピクセル数をなる
べく一致させる必要もある。図１９に示す例では、スク
リーン角θについては好適な角度の「±２゜」、サブピ
クセル数Ａは「１７±１」個の範囲に収まっており、実
用上はこの程度で十分である。なお、同図（ａ）に示す
スクリーンパターンは図１８（ｂ）に示すものに対応す
る。

【０００９】＜三角波比較方式＞次に、三角波比較方式
にあっては、図２１（ａ）に示すように、まず、入力画
素の濃度がアナログ信号に変換される。そして、比較器
によって所定周期の三角波と該アナログ信号とが比較さ
れ、出力パルス幅信号を得る。アナログ信号のレベルが
三角波のレベル以上（あるいはレベル以下）となる場合
には、オン状態（例えば、レーザ光の露光状態）、それ
以外の場合には、オフ状態となる。すなわち、入力画素
の濃度が高いほど、アナログ信号のレベルが高くなり、
比較結果がオン状態になるデューティ比も高くなり、出
力画像の濃度も高くなる。

【００１０】ところで、三角波比較方式において、カラ
ー印刷を行う場合においても、色ムラやモアレ縞による
影響を抑制するため、各原色毎にスクリーン角θを付与
する技術が知られている。例えば、特開昭６２−１８３
６７０号公報では、副走査方向に「１」ライン進む毎に
三角波の位相を一定量シフトする技術が開示されてい
る。また、特開平２−２９６２６４号公報では、階調再
現特性を副走査方向に「１」ライン進む毎に変化させる
技術が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、以下のような種々の問題があっ
た。まず、網点画像再現方式では、解像度と再現階調数
との間に相反関係があった。例えば、出力装置の解像度
が「４００ｄｐｉ（ドット／インチ）」であって、「２
００ｌｐｉ（ライン／インチ）」の解像度を得たい場合
には、スクリーンのサイズを「２×２」にする必要があ
る。すなわち、再現階調数は「４」になり、極めて低い
階調数しか得られない。逆に、再現階調数を「６４」に
するためには、スクリーンのサイズを「８×８」にする
必要がある。このため、解像度は「４００／８＝５０ｌ
ｐｉ」になり、大幅に低下する。

【００１２】なお、スクリーン印刷を行う場合、出力装
置は元々「４０００ｄｐｉ」程度の解像度を有している
ので、再現階調数を大とした場合であっても、肉眼では
画像の粗さは目立たない。しかしながら、電子写真方式
では、「４００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉ」程度の解像度が
限界であるので、上述した問題が生じる。

【００１３】一方、三角波比較方式では、解像度と再現
階調数との間に相反関係はない。しかしながら、上述し
た技術によって各原色毎にスクリーン角θを付与するこ
とは実用性に乏しい。この理由を図２２を参照して説明
する。図２２（ａ）において、Ｓ1は、アナログ信号で
あり、このアナログ信号Ｓ1は、三角波信号と比較され
る。三角波信号は、副走査方向の「１」ライン毎に位相
が徐々に遅延される。

【００１４】この比較結果によって得られたレーザの露
光パターンを同図（ｂ）に示す。同図（ｂ）から明らか
なように、副走査方向の「１」ライン毎に三角波の位相
をシフトさせると、網点やスクリーン形状の崩れ、ある
いは途切れ等を招きやすい。これにより、階調特性およ
び粒状性再現に悪影響が生じ、満足できる画質を得るこ
とが困難であった。さらに、スクリーン角θおよびスク
リーン線数（解像度）についても、用いられる三角波パ
ターンの周期に拘束され、自由度が少なかった。

【００１５】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、解像度と再現階調数との間に相反関係がなく、
しかもスクリーン形状の自由度を高めることができ、よ
り高品質な出力画像を安定して得ることができる画像処
理装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、入力画像信号を変
換して、画像記録装置への出力画像信号を生成する画像
処理装置において、網点スクリーンの成長および濃淡再
現の重みを表現する重み係数値であって、前記入力画像
信号に対し、ｎ×ｍ倍の解像度を有する網点パターンを
格納する網点パターン記憶手段と、前記入力画像および
前記入力画像の１画素に対応する前記網点パターン記憶
手段に記憶されている複数の重み係数値のうちの１つの
重み係数値から、ｋ値（ｋ＞２）の出力値を算出する第
１の算出手段とを具備することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、入力画像信号と前記網
点パターン記憶手段に格納されている網点パターンとに
基づいて前記入力画像信号の各画素の出力画素値を算出
する際に、第１の算出手段により、入力画像信号に対し
てｎ×ｍ倍の解像度を有する網点パターンを用い、該網
点パターンを構成する複数の重み係数値のうちの１つの
重み係数値に従ってｋ値（ｋ＞２）の出力画素値を算出
するようにしたので、解像度と再現階調数との間に相反
関係がなく、しかもスクリーン形状の自由度を高めるこ
とが可能となり、より高品質な出力画像を安定して得る
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施形態について説明する。

【００１９】Ａ．第１実施形態の構成図１は本発明の第１実施形態による画像処理装置の構成
を示すブロック図である。図において、画像処理装置
は、スクリーン角生成パターン発生回路１０、出力画素
値算出回路２０および波形制御多値化回路３０からな
る。以下、ｎ＝１、ｍ＝１の場合の各部の構成について
説明する。

【００２０】Ａ−１．スクリーン角生成パターン発生回
路スクリーン角生成パターン発生回路１０は、カラープリ
ント出力時にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ毎に異なるスクリーン角の
網点パターンを生成する。副走査方向アドレスカウンタ
１０２は、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣをカウントし、該
カウント値を出力する。また、主走査方向アドレスカウ
ンタ１０４は、画素クロックＣＬＫをカウントし、該カ
ウント値を出力する。

【００２１】リセット回路１０５は、水平同期信号Ｈ＿
ＳＹＮＣがスクリーン角生成パターン発生回路１０に入
力された場合、あるいは主走査方向アドレスカウンタ１
０４のカウント値が所定のリセット値に達した場合に主
走査方向アドレスカウンタ１０４をリセットする。これ
により、カウンタ値は「０」に戻る。

【００２２】例えば、図１９（ｂ）に示す１５゜のスク
リーンの場合には、特公昭５２−４９３６１号公報に開
示されている方式により、これを展開して得られた、図
２０に示す展開パターンを生成する。このときに生成さ
れるＬ×Ｌの長方形マトリックスを主走査方向にＬ画素
毎、副走査方向にはＬライン進む毎に繰り返して使用す
ることで、所望のスクリーンパターンで埋め尽くされた
スクリーンが生成できる。このときの主走査方向のリセ
ット値は「１７」となる。

【００２３】同様に、リセット回路１０５は、副走査方
向アドレスカウンタ１０２のカウント値がリセット値
（この場合、副走査方向のリセット値も「１７」とな
る）に達した場合、該副走査方向アドレスカウンタ１０
２をリセットする。また、網点パターンメモリ１０３
は、この実施形態では「１７×１７バイト」のメモリ容
量を有し、上記副走査方向アドレスカウンタ１０２、主
走査方向アドレスカウンタ１０４のカウント値によって
アクセスされる。該網点パターンメモリ１０３には、使
用されるスクリーンパターンを配列した内容が記憶され
ている。すなわち、上述した図２０に示すＬ×Ｌの長方
形マトリックスの展開パターンが格納される。このよう
にして、網点パターンメモリ１０３は、副走査方向アド
レスカウンタ１０２、主走査方向アドレスカウンタ１０
４のカウント値に応じた網点パターン値Ｓを出力する。

【００２４】次に、実際に使用する網点パターン値の例
を図２に示す。図２に示す網点パターン値は、図１９
（ａ）に示す「０゜」のスクリーン角θに対応し、以下
に示す手順で変換された後、実際の網点パターンメモリ
１０３に格納される。まず、図１９（ａ）に示すマトリ
ックス内の各パターン値から「１」を引いたマトリック
スを求め、次に、４×４のマトリックスから求められる
ステップゲイン値「１６（＝２５６／（４×４））」
を、先に求めたマトリックスに掛け合わせ、実際に網点
パターンメモリ１０３に格納する網点パターンを決定す
る。この結果、マトリックス内のこれらの値は、その画
素がオン（黒）になったときの、全体（２５６）に対す
る割合（重み）を示すことになる。すなわち、１個のド
ットがオンになった場合には、１／１６×２５６＝１
６、２個のドットがオンになった場合には、２／１６×
２５６＝３２となる。但し、図２に示す網点パターンで
は、後述する計算の簡略化のために、上述したように、
図１９（ａ）に示すマトリックスから「１」を引いて、
「０」から開始するパターンとしている。

【００２５】次に、波形制御パターンメモリ１１１は、
図１９（ｂ）に示すスクリーンパターンが用いられる場
合、図２０に示すＬ×Ｌのマトリックスを格納するため
に、「１７×１７ビット」のメモリ容量を有し、網点パ
ターンメモリ１０３の各網点パターンに対応して、図３
（ｂ）に示すような「０」、「１」、「２」のいずれか
を示す２ビットの波形パターンを記憶する。このとき、
「０」は右側からドットが成長する場合の波形パターン
であり、「１」は左側から成長する場合の波形パター
ン、「２」は真ん中から成長する場合の波形パターンで
ある。但し、この値に限られるわけではない。本実施形
態の場合には、合計３種類のパターンであるので、１７
×１７×２ビットの波形パターンメモリが必要となる。
そして、副走査方向アドレスカウンタ１０２、主走査方
向アドレスカウンタ１０４のカウント値によって、波形
制御パターンメモリ１１１の波形パターンがアクセスさ
れ、スクリーン切換信号ＳＣＳとして出力される。ここ
で、各網点パターンに対応する波形パターンの例を図３
（ｃ）に示す。また、図４は、網点パターンの他の例を
示す概念図であり、左から順に「０」、「２」、「１」
となる波形パターンを有し、いわゆる万線と呼ばれるも
のである。

【００２６】Ａ−２．出力画素値算出回路次に、出力画素値算出回路２０の構成について図５を参
照して説明する。図において、減算器２０１は、入力画
像信号（画素濃度）Ｖから網点パターン信号Ｓを減算す
る。階調ゲインレジスタ２１０は、階調ゲインＧを記憶
している。なお、階調ゲインＧは、図１９の網点パター
ンのサブピクセル数（上記例では「１６」、「１７」ま
たは「１８」）に等しくなるうに設定される。次に、乗
算器２０２は、減算器２０１での減算値Ｎと階調ゲイン
Ｇとを乗算し、その乗算結果Ｍを出力する。比較器２０
３、２０４は、各々、乗算結果Ｍが「０」より小さい
か、あるいは２５５より大きいかを判定し、それぞれの
判定結果１ビットづつを合わせた２ビットをデコーダ２
０８に入力し、セレクタ２０９への選択信号とする。一
方、乗算器２０２の結果は、それぞれ異なる特性を有す
る３つのＬＵＴ（この例では３種類のＬＵＴを用いた
が、これに限られるものではない）２０５，２０６，２
０７に入力され、階調補正された後にセレクタ２０９に
供給される。

【００２７】セレクタ２０９は、上記ＬＵＴ２０５，２
０６，２０７からの信号と、予めレジスタにセットされ
ている「０」または「２５５」の２つの信号との合計５
つの信号を、デコーダ２０８からの２ビット信号と、波
形制御パターンメモリ１１１からの波形制御パターン信
号２ビットとの合計４ビットの値に応じて選択し、出力
画像信号ＯＤとして送出する。セレクタ２０９は、比較
器２０３、２０４の比較結果に基づいて、乗算結果Ｍが
「０」以下であれば、値「０」を出力し、「２５５」以
上であれば、値「２５５」を出力する。上記２つの値以
外の場合には、波形制御パターン信号２ビットに従っ
て、波形パターンに対応したＬＵＴ２０５〜ＬＵＴ２０
７のいずれかの補正用ＬＵＴの出力結果を出力する。

【００２８】ここで、従来の２値化方式による網点化
と、本発明の出力画素値算出法による網点化とをそれぞ
れの原理を比較して説明する。図６は、従来の２値化方
式による網点化の原理を示す概念図である。図におい
て、入力信号が１８２／２５５＝７１％の面積率を有す
る信号として入力された場合、図示したような４×４の
合計１６個の出力画素のうち、１１個がオン（２５５）
となり、残り５個がオフ（０）となる。このとき、出力
信号の面積率は、（２５５×１１）／（２５５×１６）
×１００％＝６９％となり、４×４＝１６階調分の量子
化レベルしか確保されないため、この場合、１／１６＝
６．２５％単位の量子化ステップによる量子化誤差が発
生してしまうので、満足できるものではなかった。仮
に、１２個までがオン（２５５）となっても、このとき
の出力信号の面積率は、（２５５×１２）／（２５５×
１６）×１００％＝７５％となり、６％の量子化誤差が
発生してしまう。

【００２９】これに対して、図７に示す本発明の出力画
素値算出法による網点では、４×４＝１６の各画素の持
つ重み（その画素までがオンになったときのベタ濃度レ
ベル「２５５」に対する割合）を表す網点パターンマト
リックスを用いて後述する決定法により、フィードバッ
ク演算なしに、４×４の各出力画素の出力濃度レベルを
算出する処理を行う。これによると、入出力間での再現
量子化誤差を最小にするように、中間濃度レベルの出力
画素制御ができるため、出力信号の面積率は、（２５５
×１１＋９６）／（２５５×１６）×１００％＝７１％
となり、８ビットの入出力システムに適用した場合、
「２５６」の量子化ステップ、１／２５６＝０．４％以
下の量子化誤差に収まる階調再現が可能になる。

【００３０】さらに、算出方法について図５を参照して
説明する。入力画像信号Ｖの値が「１８２」であって、
網点パターンメモリ１０３から図１９（ａ）に示す「０
゜」の各値が出力された場合を想定して具体例を説明す
る。まず、入力画像信号Ｖが「１８２」であれば、網点
パターンの４×４マトリックスの各パターン値Ｓ
（「０」、「１６」、……、「２４０」）に対して減算
器２０１でＶ−Ｓを実施し、その結果Ｎに階調ゲインＧ
（この場合、２５６／１６＝１６）を乗算器２０２で乗
算し、乗算結果Ｍを得る。この乗算結果Ｍが「０」より
小さければ、「０」を出力し、「２５５」より大きけれ
ば、「２５５」を出力することになる。網点パターン値
が「１６０」以下のときには、乗算結果Ｍが「２５５」
以上の値を示す。一方、網点パターン値が「１９２」以
上のときには、乗算結果Ｍが「０」以下の値を示す。網
点パターン値が「１７６」のときのみ、乗算結果Ｍは
「０」と「２５５」の間の「９６」を示すことになる。
以上の結果から、セレクタ２０９は、網点パターン値が
「１６０」以下のときは「２５５」を、網点パターン値
が「１９２」以上のときは「０」を、網点パターン値が
「１７６」のときは、Ｍ値「９６」がＬＵＴ２０５、２
０６、２０７により変換されたいずれかの値の１つを、
波形制御パターン信号で選択して出力する。これらの各
ＬＵＴ２０５、２０６、２０７に設定する変換特性につ
いては後述するが、簡単のためにリニアなものがいずれ
かのＬＵＴに設定されているとすれば、乗算値Ｍからは
「９６」がそのまま出力される。この結果、図７に示す
ような出力結果が得られる。

【００３１】以上説明したきたように、上記構成によれ
ば、入力信号に忠実な量子化誤差の少ない階調再現方式
が実現できるが、中間濃度レベルを再現させる手段、お
よびその特性によっては、原理的に実現できるものとは
異なることが予想される。

【００３２】ここで、図８（ａ），（ｂ）は、上述した
構成によるスクリーン生成方式によって得られるトーン
再現特性を示す概念図、および補正トーン特性の効果を
示す概念図である。本方式によるトーン再現特性は、図
８（ａ）に示すように、網点パターンのオン（２５５）
画素が担うデジタル部分の階段的階調再現部と中間濃度
レベル画素が担うアナログ部分の連続的階調再現部とが
合成されたものとなる。このため、これら両者の階調再
現部がともにリニアな特性とならなければ、基本的に不
連続点のある階調特性となり、疑似輪郭が発生してしま
う。このために、中間濃度画素値の再現を担うアナログ
スクリーン生成部のトーン再現性および「０」、「２５
５」出力からなる階段的階調再現を担うデジタルスクリ
ーン生成部のトーン再現性の双方を補正する手段が必要
となる。

【００３３】上記トーン再現性を補正する手段が図５に
示すＬＵＴ２０５〜ＬＵＴ２０７である。図８（ａ）に
示すように、トーン補正前は、スクリーンパターンしき
い値が作るデジタル部分の階段的階調再現域と、中間濃
度画素値によるアナログ部分の連続的階調再現域との接
点で、不連続点を有するゆらぎのある階調特性となる。
これに対して、階段的階調再現域と連続的階調再現域と
の双方を適切に補正した図８（ｂ）に示すトーン再現特
性は、リニアな疑似輪郭のない特性となる。

【００３４】図９（ａ），（ｂ）は、アナログ部分の連
続的階調再現を実際に補正する場合の手順を示す概念図
である。図において、アナログスクリーンによるトーン
再現特性が図９（ａ）であった場合、これがリニアにな
るように逆関数となる図９（ｂ）のトーン特性を求め
る。さらに、ハイライト部分でのトーンカーブの立ち上
がり、および高濃度部分でのトーンカーブのｙを、でき
るだけ滑らかになるように決定し、これをＬＵＴにセッ
トする。このときのＬＵＴは、後述するような複数の波
形特性のうちのひとつを選択して使用するような多値化
手段をとる場合は、波形の種類毎に設定することが有効
である。また、本実施形態のように、２００線Ａタイ
プ、２００線Ｂタイプ、４００線の位相、周期が異なる
三角波パターンによる多値化手段の場合は、それらに対
応して３種のＬＵＴを設ける。但し、これらＬＵＴの種
類、数等は、これに限らず、網点パターンに依存して切
り替えるようにしてもよい。

【００３５】一方、図８（ａ），（ｂ）に示すデジタル
部分の階段的階調再現域については、階段の高さ（量子
化ステップの幅）が均一になるように、出力画素値算出
回路２０の前段に設けたトーン補正手段で補正する。こ
のような構成にすることで、疑似輪郭等のないリニアリ
ティーの高い階調再現特性の実現が可能になる。

【００３６】Ａ−３．波形制御多値化回路次に、図１０は、波形制御多値化回路３０の構成を示す
ブロック図である。図において、Ｄ／Ａ変換回路３０１
は、画像濃度信号ＯＤをアナログ信号に変換して出力す
る。パターン発生部３０２，３０３，３０４は、各々、
相互に「１８０゜」位相の異なる２００線のＡ相、Ｂ相
の２種類の三角波信号、および４００線の三角波信号を
出力する。コンパレータ３０５，３０６，３０７は、上
記三角波信号と上記アナログ信号とを各々比較し、比較
結果をデジタル信号として出力する。すなわち、上記デ
ジタル信号は、アナログ信号のレベルが三角波信号のレ
ベル以上である場合には「１」になり、それ以外の場合
には「０」となる信号である。

【００３７】セレクタ３０５は、スクリーン切換信号Ｓ
ＣＳ（波形制御パターンメモリ１１１の内容）に基づい
て、これらアナログ信号のうち、いずれか１つを画素ク
ロックＣＬＫに同期させて選択し、出力する。この出力
信号は、レーザダイオード用の出力パルス変調信号とし
て出力される。

【００３８】ここで、選択されるアナログ信号に対応す
る部分の三角波信号の波形を図３（ｃ）に示す。同図
（ｂ）、（ｃ）を比較すると、スクリーン切換信号ＳＣ
Ｓ（成長パターン）が「０」である場合には、パターン
発生器３０２，３０３のいずれかのうち、立ち上がりの
半周期にある三角波パターンにより得られたパルス変調
信号が選択回路３０８で選択され、このシステムの場合
には、画素の右側から打点される。スクリーン切換信号
ＳＣＳが「１」である場合には、パターン発生器３０
２，３０３のいずれかのうち、立ち下がりの半周期にあ
る三角波パターンにより得られたパルス変調信号が選択
回路３０８で選択され、画素の左側から打点される。ま
た、スクリーン切換信号ＳＣＳが「２」である場合に
は、パターン発生器３０４の４００線周期の三角波パタ
ーンにより得られたパルス変調信号が選択回路３０８で
選択され、画素の中央から打点される。

【００３９】したがって、相互に「１８０゜」位相の異
なる２００線のＡ相、Ｂ相の２種類の三角波信号パター
ンを参照した、コンパレータ３０５，３０６から出力さ
れるアナログ信号のうち、どちらが選択されるかは、ス
クリーン切換信号ＳＣＳのみによっては一意に決まらな
い。例えば、スクリーン切換信号ＳＣＳが一定値のま
ま、画素クロックＣＬＫが複数回入力されると、セレク
タ３０５は、両アナログ信号を交互に選択することにな
る。また、ここで用いられる三角波波形は、パターン
１、２のみならず、その１／２周期の三角波パターンや
ノコギリ波等を用いることも考えられる。また、その数
も上述した３つの三角波信号に限定されるものではな
く、３つ以上であってもよい。さらに、三角波信号に限
定されるものではなく、ランプ関数系の信号であっても
よい。

【００４０】Ｂ．第１実施形態の動作次に、本第１実施形態の動作を説明する。本第１実施形
態の画像処理装置を用いてカラー画像を出力する場合、
最初にＹ色の出力処理が行われる。

【００４１】まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ等が
リセットされ、図３（ａ）および（ｂ）に示す「０゜」
に係る網点パターン（このときに上述した重み変換され
ている）および波形制御パターンが図１の網点パターン
メモリ１０３および波形制御パターンメモリ１１１に各
々書き込まれ、リセット回路１０５におけるリセット値
は「４」に設定される。

【００４２】さらに、該網点パターンに応じて、出力画
素値算出回路２０内の階調ゲインレジスタ２１０に値
「１６」が書き込まれる。次に、主走査方向アドレスカ
ウンタ１０４に画素クロックＣＬＫが供給され、出力画
素値算出回路２０にはＫ色に係る入力画像信号Ｖが供給
される。主走査方向アドレスカウンタ１０４は画素クロ
ックＣＬＫをカウントするが、カウント値が「４」に達
すると、該カウント値は、リセット回路１０５によって
リセットされる。また、副走査方向アドレスカウンタ１
０２からは「０」が出力される。

【００４３】これにより、網点パターンメモリ１０３に
あっては、「Ｙ（副走査方向）＝０、Ｘ（主走査方向）
＝０」のアドレスから「Ｙ（副走査方向）＝０、Ｘ（主
走査方向）＝３」までの「４」アドレスが繰り返しアク
セスされ、対応する「４」種類の網点パターンＳが出力
画素値算出回路２０に繰り返し供給される。出力画素値
算出回路２０にあっては、比較器２０３、２０４の比較
結果と波形制御パターンに基づいて、乗算器２０２から
出力されたＬＵＴ後の３つの中間値、「２５５」、
「０」のうち、いずれか１つの値が選択され、選択され
た値は画像濃度信号ＯＤとして出力される。

【００４４】また、波形制御パターンメモリ１１１にあ
っては、網点パターンＳに対応したスクリーン切換信号
ＳＣＳが出力される。このようにして、主走査方向の
「１」ライン分のスキャンが終了すると、水平同期信号
Ｈ＿ＳＹＮＣがスクリーン角生成パターン発生回路１０
に供給される。これにより、副走査方向アドレスカウン
タ１０２のカウント値がインクリメントされるととも
に、主走査方向アドレスカウンタ１０４のカウント値が
リセットされる。

【００４５】そして、次のラインに対するスキャンが開
始される。そして、「４」ライン分のスキャンが終了し
た後に、水平同期信号Ｈ＿ＳＹＮＣが副走査方向アドレ
スカウンタ１０２に入力されると、副走査方向アドレス
カウンタ１０２のカウント値が「４」となる。リセット
回路１０５は、この状態を検出すると、副走査方向アド
レスカウンタ１０２のカウント値を「０」にリセットす
る。

【００４６】以後、同様に、画素クロックＣＬＫに同期
して入力画像信号Ｖが出力画素値算出回路２０に供給さ
れると、網点パターンメモリ１０３および波形制御パタ
ーンメモリ１１１がアクセスされ、サブピクセルが出力
画素値算出回路２０に供給されるとともに、スクリーン
切換信号ＳＣＳが波形制御多値化回路３０に供給され
る。これにより、「１」ページ分のＫ色の画像濃度信号
ＯＤが波形制御多値化回路３０に順次供給される。

【００４７】Ｙ色の出力が終了すると、次にＭ色の出力
処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ
等がリセットされ、図３（ａ）および（ｂ）に示す「１
４゜」に係る網点パターン（このときに上述した重み変
換されている）および波形制御パターンが網点パターン
メモリ１０３および波形制御パターンメモリ１１１に各
々書き込まれ、リセット回路１０５におけるリセット値
は「１７」に設定される。

【００４８】さらに、該網点パターンに応じて、出力画
素値算出回路２０内の階調ゲインレジスタ２１０に値
「１７」が書き込まれる。そして、画素クロックＣＬＫ
がスクリーン角生成パターン発生回路１０に供給され、
Ｍ色の入力画像信号Ｖが出力画素値算出回路２０に供給
されると、Ｙ色において説明したのと同様の処理が行わ
れ、「１」ページ分のＭ色の画像濃度信号ＯＤが波形制
御多値化回路３０に順次供給される。

【００４９】Ｍ色の出力が終了すると、次にＫ色の出力
処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ
等がリセットされ、図３（ａ）および（ｂ）に示す「４
５゜」に係る網点パターンおよび波形制御パターンが網
点パターンメモリ１０３および波形制御パターンメモリ
１１１に各々書き込まれ、リセット回路１０５における
リセット値は「６」に設定される。

【００５０】さらに、該網点パターンに応じて、出力画
素値算出回路２０内の階調ゲインレジスタ２１０に値
「１８」が書き込まれる。そして、画素クロックＣＬＫ
がスクリーン角生成パターン発生回路１０に供給され、
Ｋ色の入力画像信号Ｖが出力画素値算出回路２０に供給
されると、Ｙ色において説明したのと同様の処理が行わ
れ、「１」ページ分のＫ色の画像濃度信号ＯＤが波形制
御多値化回路３０に順次供給される。

【００５１】Ｋ色の出力が終了すると、次に、Ｃ色の出
力処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウン
タ等がリセットされ、図３（ａ）および（ｂ）に示す
「７５゜」に係る網点パターンおよび波形制御パターン
が網点パターンメモリ１０３および波形制御パターンメ
モリ１１１に各々書き込まれ、リセット回路１０５にお
けるリセット値は「１７」に設定される。

【００５２】さらに、該網点パターンに応じて、出力画
素値算出回路２０内の階調ゲインレジスタ２１０に値
「１７」が書き込まれる。そして、画素クロックＣＬＫ
がスクリーン角生成パターン発生回路１０に供給され、
Ｃ色の入力画像信号Ｖが出力画素値算出回路２０に供給
されると、Ｙ色において説明したのと同様の処理が行わ
れ、「１」ページ分のＣ色の画像濃度信号ＯＤが波形制
御多値化回路３０に順次供給される。

【００５３】ここで、濃度しきい値Ｓおよび入力画像信
号Ｖに基づいて生成される画像濃度信号ＯＤの一例を図
１１（ｃ）に示す。このように、各色に係る画像濃度信
号ＯＤが波形制御多値化回路３０に供給されると、該画
像濃度信号ＯＤは、Ｄ／Ａ変換回路３０１を介してアナ
ログ信号に変換される。また、パターン発生部３０２〜
３０４からは位相、周期の異なる三角波信号が出力され
る。ここで、画像濃度信号ＯＤが「２５５」である場合
は、セレクタ３０５〜３０７の出力するデジタル信号は
常に「１」になるので、出力パルス変調信号のデューテ
ィ比は「１００％」になる。

【００５４】また、画像濃度信号ＯＤが「０」である場
合は、セレクタ３０５〜３０７の出力するデジタル信号
は常に「０」になるので、出力パルス変調信号のデュー
ティ比は「０％」になる。そして、画像濃度信号ＯＤが
中間濃度である場合は、出力パルス変調信号のデューテ
ィ比は、該中間濃度に応じた値になる。その際、用いら
れる三角波信号に応じて、網点形状は、図１１（ｄ）ま
たは（ｅ）に示すものが考えられる。

【００５５】例えば、図１１（ｄ）に示すように、単一
の三角波パターンによって多値化した場合、トギレが発
生し、満足されるものではない。しかし、本実施形態に
あっては、図３（ｃ）に示す三角波パターンが採用され
るように、選択回路３０８で切換処理が行われる。した
がって、一方、波形制御パターンＳＣＳに基づいて、波
形制御多値化した場合、図１１（ｅ）に示すように、元
々の想定していたスムーズな網点形状を生成できる。

【００５６】Ｃ．実施形態の効果以上説明したように、本実施形態によれば、「入力画
像信号Ｖ＜濃度しきい値Ｓ」の条件を満たし、かつ、
「値Ｎ（Ｎ＝Ｖ−Ｓ＋Ｄ）は負値ではない」という条件
を満たすサブピクセルに対して、該値Ｎに応じた中間濃
度が設定される。すなわち、解像度と再現階調数との間
に相反関係がなく、スクリーンパターンを構成するサブ
ピクセル数が少ない場合であっても、十分な再現階調数
を得ることができる。

【００５７】さらに、本実施形態によれば、中間濃度
の第１のサブピクセルに主走査方向に隣接し、該第１の
サブピクセルよりも濃度しきい値の低い第２のサブピク
セルが存在する場合には、この第１、第２のサブピクセ
ルのオン状態の部分が連続するように、三角波信号が選
択される。これにより、スクリーン形状の崩れを防止で
き、高品質な出力画像を安定して得ることができる。

【００５８】Ｄ．第２実施形態本第２実施例では、さらに、この網点形状の設定自由度
を高め、スムーズな網点形状を生成できる方式を提案す
る。

【００５９】基本的に、本第２実施形態による方式は、
これまで説明してきた第１実施形態を拡張したものであ
る。入出力画像信号の解像度を、例えば、主走査、副走
査とも６００ｄｐｉとしたときに、上述した実施形態で
は、同じ解像度を有する網点パターンを作り、これに基
づいて、多値化信号（最終的なパルス幅変調信号）を得
ていた。これに対して、ここでの例は、入出力画像信号
の解像度に対して、高い解像度、例えば、主走査、副走
査とも１２００ｄｐｉの網点パターンを生成し、これに
基づいて、出力画素値算出を実施した後、出力の解像度
６００ｄｐｉに合わせるように変換した多値化信号を得
ることにより、より理想の形状に近い網点信号を生成す
ることを実現している。

【００６０】具体的には、図１２（ａ）に示すように、
例えば、入出力画像信号の解像度６００ｄｐｉに対し
て、２倍の解像度の１２００ｄｐｉとなる網点パターン
を生成する。この場合、６×６のマトリックスで３６ス
テップを有するパターンとなるが、第１の実施形態で説
明したように、マトリックスの各画素の持つ重みは、２
５６／３６≒７となり、同様に、「０」、「７」、「１
４」、……、「２４８」というように網点成長順にパタ
ーン配置する。

【００６１】次に、出力画素値算出回路２０において、
前述したアルゴリズムと同様のアルゴリズムによって計
算を行うが、このときに用いる階調ゲイン値Ｇと、その
あとで実施される比較器への値の設定を拡張して考える
必要がある。このときの階調ゲイン値Ｇは、全体として
は、６×６の網点パターンを用いているが、入力の解像
度と同等のマトリックスサイズということで、３×３＝
９と解釈する。したがって、階調ゲイン値Ｇは「９」と
なる。比較器への設定値は、「０」以下の値検出につい
ては変わらないものの、大きいほうの値については、８
ビットデータの最大値「２５５」ではなく、出力画素値
算出回路２０内での網点パターン解像度１画素当たりが
持つ最大値を設定する。この場合、１入力解像度に対し
て、２×２（ｎ×ｍ）の網点パターンが対応するため、
網点パターン解像度１画素当たりが持つ値は２５５／
（２×２）＝６３．７５となる。図１２（ａ）、（ｂ）
では、この条件下での計算例を示しているが、１２００
ｄｐｉの解像度を有する多値出力値として、図１２
（ａ）に示す値のマトリックスを得る。このときの値
は、「０」か「６４（本当は６３．７５）」か、１つの
中間値（この場合は「４４」）で構成されるマトリック
スとなる。

【００６２】次に、このマトリックスを出力画素の解像
度６００ｄｐｉに変換するために、２×２のサブマトリ
ックスの単位で合計を求め、図１２（ｂ）に示すよう
に、出力画素の解像度に一致した３×３の最終出力画像
を得る。図１３には、第１の実施例の出力結果との比較
を示す。図において、両者とも、出力総和値は変わらな
いが、第２の実施例の方が、中間濃度値の発生箇所が多
く現れ、網点形状として、よりスムーズなものが得られ
ていることが分かる。

【００６３】実際の処理構成は、図１４に示すもので、
網点パターンをサブマトリックスの分割数分有し、これ
に対して、処理を行うために、分割数分の減算器２０１
-1〜２０-n、乗算器２０２-1〜２０２-n、セレクタ２０
３-1〜２０３-nを備え、並列計算を実施した後、最終的
に各分割毎の多値出力信号を加算器＆セレクタ２０９ａ
で合計して出力する構成となっている。図１２を図１４
で実施する場合の分割数ｎは、サブマトリックスが２×
２（ｎ×ｍ）であるから「４」となる。

【００６４】Ｅ．第３実施形態本第３実施例は、上述した第２実施形態を拡張したもの
である。入力画像信号の解像度を、例えば、主走査、副
走査とも６００ｄｐｉとしたときに、第２実施形態と同
様に、入力画像信号の解像度に対して高い解像度、例え
ば、主走査、副走査とも１８００ｄｐｉ（入力解像度≦
出力解像度≦網点パターン解像度）に合わせるように変
換した多値化信号を得ることにより、より理想の形状に
近い網点信号を生成することを実現している。

【００６５】具体的には、図１５に示すように、例え
ば、入力画像信号（６００ｄｐｉ）に対して、３倍の解
像度の１８００ｄｐｉとなる網点パターンを生成する。
この場合、６×６のマトリックスで３６ステップを有す
るパターンとなるが、第１、第２実施形態で説明したよ
うに、マトリックスの各画素の持つ重みは、２５６／３
６≒７となり、同様に、「０」、「７」、「１４」、…
…、「２４８」というように網点成長順にパターン配置
する。

【００６６】次に、出力画素値算出回路２０において、
前述したアルゴリズムと同様のアルゴリズムによって計
算を行うが、このときに用いる階調ゲイン値Ｇと、その
あとで実施される比較器への値の設定を拡張して考える
必要がある。このときの階調ゲイン値Ｇは、全体として
は、６×６の網点パターンを用いているが、出力の解像
度と同等のマトリックスサイズということで、３×３＝
９と解釈する。したがって、階調ゲイン値Ｇは「９」と
なる。比較器への設定値は、「０」以下の値検出につい
ては変わらないものの、大きいほうの値については、８
ビットデータの最大値「２５５」ではなく、出力画素値
算出回路２０内での網点パターン解像度１画素当たりが
持つ最大値を設定する。この場合、１出力解像度に対し
て、２×２（ｎ×ｍ）の網点パターンが対応するため、
網点パターン解像度１画素当たりが持つ値は２５５／
（２×２）＝６３．７５となる。

【００６７】図１５（ａ）、（ｂ）では、この条件下で
の計算例を示しているが、１８００ｄｐｉの解像度を有
する多値出力値として、図１５（ａ）に示す値のマトリ
ックスを得る。このときの値は、「０」か「６４（本当
は６３．７５）」か、１つの中間値（この場合は「４
４」）で構成されるマトリックスとなる。次に、このマ
トリックスを出力画素の解像度９００ｄｐｉに変換する
ために、２×２のサブマトリックスの単位で合計を求
め、図１５（ｂ）に示す、出力画素の解像度に一致した
３×３の最終出力画像を得る。

【００６８】なお、上述した第３実施形態において、出
力画素値算出回路２０では、入力画像信号を網点パター
ンの解像度に合わせるとともに、出力の解像度に合わせ
て加算器＆セレクタ２０９ａのクロックを変える必要が
ある。

【００６９】Ｆ．変形例なお、本発明は、上述した第１または第２実施形態に限
定されるものではなく、種々の変形が可能である。例え
ば、上記第１または第２実施形態にあっては、第１およ
び第２の三角波信号として、位相が「１８０゜」異なる
三角波信号を用いたが、２種類の鋸波信号を発生させ、
スクリーン切換信号ＳＣＳに基づいて、これら鋸波信号
のうち、一方を参照信号として選択してもよい。

【００７０】また、上述した第１または第２実施形態で
は、濃度パターン法を用いた場合の例を説明したが、デ
ィザ法を用いる場合であっても同様に適用可能である。
すなわち、上記第１または第２実施形態における「サブ
ピクセル」をディザ法における「一画素」と考え、画像
濃度信号ＯＤとしてディザ法による画像濃度信号を用い
ればよい。これにより、上記実施形態のものは、ｎ個の
入力画素Ｑ１、Ｑ２、……、Ｑｎを、各々、対応するｎ
個の出力画素Ｒ１、Ｒ２、……、Ｒｎに変換するものに
なる。

【００７１】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、入力画像信号と前記網点パターン記憶手段に格納さ
れている網点パターンとに基づいて前記入力画像信号の
各画素の出力画素値を算出する際に、第１の算出手段に
より、入力画像信号に対してｎ×ｍ倍の解像度を有する
網点パターンを用い、該網点パターンを構成する複数の
重み係数値のうちの１つの重み係数値に従ってｋ値（ｋ
＞２）の出力画素値を算出するようにしたので、解像度
と再現階調数との間に相反関係がなく、しかもスクリー
ン形状の自由度を高めることができ、より高品質な出力
画像を安定して得ることができるという利点が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】網点パターンの変換方法を示す概念図であ
る。

【図３】網点パターンの例を示す概念図である。

【図４】網点パターンの他の例を示す概念図である。

【図５】出力画素値算出回路の構成を示すブロック図
である。

【図６】従来の二値化方式による網点化の原理を説明
するための概念図である。

【図７】本実施形態による網点化の原理を説明するた
めの概念図である。

【図８】トーン再現特性と補正トーン特性の一例を示
す概念図である。

【図９】アナログスクリーン生成器のトーン再現特性
と補正トーン特性の一例を示す概念図である。

【図１０】波形制御多値化回路の構成を示すブロック
図である。

【図１１】第１実施形態による効果の一例を示す概念
図である。

【図１２】本発明の第２実施形態による画像処理装置
の原理を説明するための概念図である。

【図１３】第２実施形態による網点再現性向上例を示
す概念図である。

【図１４】第２実施形態による画像処理装置（一部）
の一構成例を示すブロック図である。

【図１５】本発明の第３実施形態による画像処理装置
の原理を説明するための概念図である。

【図１６】ディザ法の処理構成例を示すブロック図で
ある。

【図１７】ディザ法と濃度パターン法の比較を示す概
念図である。

【図１８】濃度パターン法の２値化例を示す概念図で
ある。

【図１９】スクリーン角生成セル（基本パターン）を
説明するための概念図である。

【図２０】スクリーン角生成を説明するための概念図
である。

【図２１】アナログ三角波比較方式の構成例を示すブ
ロック図、および動作例を示す概念図である。

【図２２】アナログ三角波比較方式の例を示す概念図
である。

【符号の説明】

２０出力画素値算出回路（出力画素値算出手段）３０波形制御多値化回路１０３網点パターンメモリ（網点パターン記憶手段）１１１波形制御パターンメモリ（波形制御パターン記
憶手段）２０１減算器２０２乗算器２０３比較器２０４比較器２０５，２０６，２０７ＬＵＴ２０８デコーダ２０９セレクタ２１０階調ゲインレジスタ３０１Ｄ／Ａ変換器３０２パターン発生部（第１の三角波信号発生手段）３０３パターン発生部（第２の三角波信号発生手段）３０４パターン発生部（第３の三角波信号発生手段）３０５，３０６，３０７コンパレータ３０８セレクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤篤神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者小柳勝也神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号を変換して、画像記録装置
への出力画像信号を生成する画像処理装置において、網点スクリーンの成長および濃淡再現の重みを表現する
重み係数値であって、前記入力画像信号に対し、ｎ×ｍ
倍の解像度を有する網点パターンを格納する網点パター
ン記憶手段と、前記入力画像および前記入力画像の１画素に対応する前
記網点パターン記憶手段に記憶されている複数の重み係
数値のうちの１つの重み係数値に基づいて、ｋ値（ｋ＞
２）の出力値を算出する第１の算出手段とを具備するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記第１の算出手段によって算出され
た、ｐ個（２≦ｐ≦ｎ×ｍ）の前記出力値に基づいて、
前記出力値に対応する出力画像の１画素に対する出力画
素値を算出する第２の算出手段を具備することを特徴と
する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記第１の算出手段は、前記入力画素信
号が表す画素値と前記網点パターン記憶手段に記憶され
ている重み係数値との差分値の関数に基づく値、または
所定の値のいずれかを出力値とすることを特徴とする請
求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記関数は、前記差分値に比例すること
を特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】複数の多値化参照パターンを選択するた
めの、前記網点パターンに対応した波形制御パターンを
格納する波形制御パターン記憶手段と、前記第２の算出手段によって取得された、前記入力画像
信号の各画素の出力画素値を、前記波形制御パターン記
憶手段に格納されている波形制御パターンに従って選択
した多値化参照パターンにより、出力画素値に応じたパ
ルス幅の出力信号に変換する変換手段とを具備すること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像
処理装置。
【請求項６】前記複数の多値化参照パターンは、複数
の位相および周期の異なった三角波あるいはランプ関数
系の参照信号を発生する複数の参照信号発生手段を具備
することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
載の画像処理装置。
【請求項７】前記複数の多値化参照パターンのうち、
所定周期の第１の三角波信号を生成する第１の三角波信
号発生手段と、前記第１の三角波信号と同一周期で、かつ異なる位相の
第２の三角波信号を生成する第２の三角波信号発生手段
と、前記第１および第２の三角波信号と異なる周期の第３の
三角波信号を生成する第３の三角波信号発生手段とを具
備することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
記載の画像処理装置。
【請求項８】前記複数の多値化参照パターンのうち、
所定の周期の第１の三角波信号を生成する第１の三角波
信号発生手段と、前記第１の三角波信号と同一周期で、かつ異なる位相の
第２の三角波信号を生成する第２の三角波信号発生手段
と、前記第１および第２の三角波信号と異なる周期で、かつ
異なる位相の第３の三角波信号を生成する第３の三角波
信号発生手段と、前記第３の三角波信号と同一周期で、かつ異なる位相の
第４の三角波信号を生成する第４の三角波信号発生手段
とを具備することを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかに記載の画像処理装置。